Порошок наплавочный ПГ-УСЧ-30: состав и назначение
Порошок наплавочный ПГ-УСЧ-30 — самофлюсующийся сплав на никелевой основе, легированный хромом и бором, предназначенный для газопламенной и плазменно-порошковой наплавки. Материал формирует износостойкий слой, устойчивый к абразивному изнашиванию, ударным нагрузкам и коррозионному воздействию при повышенных температурах. Наплавленный металл отличается высокой твердостью — 30–35 HRC, что обеспечивает оптимальный баланс между сопротивлением износу и способностью к механической обработке режущим инструментом.
Химический состав ПГ-УСЧ-30 регламентирован ТУ 14-1-915-74 и включает никелевую основу (баланс), хром в диапазоне 8–14 %, бор 1,5–2,2 %, кремний 2,5–4,5 %, железо до 5 %. Такое сочетание элементов формирует в структуре наплавки бориды и карбиды хрома, обеспечивающие упрочнение матрицы без потери пластичности. Самофлюсующие свойства порошка обусловлены наличием кремния и бора, которые при расплавлении связывают оксиды и образуют легкоплавкий шлак, всплывающий на поверхность ванны.
Технологические параметры наплавки
ПГ-УСЧ-30 применяется в двух основных процессах: газопламенной наплавке с последующим оплавлением и плазменно-порошковой наплавке. Для газопламенного метода используется фракция порошка 40–140 мкм, для плазменного — 40–160 мкм. Температура плавления сплава составляет 1050–1100 C, что позволяет выполнять оплавление ацетилен-кислородным пламенем без перегрева основного металла. Рекомендуемая толщина наплавленного слоя — 0,5–2,5 мм за один проход.
Наплавку выполняют на детали из углеродистых и низколегированных сталей, предварительно очищенные от окалины и обезжиренные. Подогрев изделий обязателен для массивных деталей и составляет 200–300 C для снижения термических напряжений. Охлаждение после наплавки — замедленное, в термостате или под слоем теплоизоляционного материала, для предотвращения трещинообразования в зоне сплавления.
Свойства наплавленного металла
Твердость наплавленного слоя ПГ-УСЧ-30 после оплавления составляет 30–35 HRC. Структура металла — аустенитная матрица с равномерно распределенными боридами хрома типа CrB и эвтектическими составляющими. Материал сохраняет работоспособность при температурах до 600 C, что позволяет применять его для деталей, эксплуатирующихся в условиях циклического нагрева.
Наплавленный слой поддается механической обработке твердосплавным инструментом — точению, фрезерованию и шлифованию. Это выгодно отличает ПГ-УСЧ-30 от высокохромистых наплавочных материалов с твердостью выше 50 HRC, которые требуют только абразивной обработки. Коэффициент линейного расширения сплава близок к сталям, что снижает риск отслоения покрытия при термоциклировании.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия измерения | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Твердость | 30–35 HRC | Роквелл | После оплавления | ГОСТ 9013 |
| Температура плавления | 1050–1100 C | Дифференциальный термический анализ | Скорость нагрева 10 C/мин | ТУ 14-1-915-74 |
| Фракция для плазменной наплавки | 40–160 мкм | Сита | Сухое рассев | ГОСТ 18318 |
| Плотность | 8,2 г/см | Гидростатический | 20 C | ГОСТ 18898 |
Промышленное применение
ПГ-УСЧ-30 востребован при восстановлении и упрочнении деталей горнодобывающего, нефтегазового и металлургического оборудования. Основные области применения:
- восстановление посадочных поверхностей валов, осей и шпинделей металлорежущих станков;
- наплавка уплотнительных поверхностей запорной арматуры — задвижек, клапанов, вентилей;
- упрочнение рабочих органов насосного оборудования — плунжеров, гильз, штоков;
- ремонт деталей ходовой части экскаваторов и бульдозеров — опорных катков, роликов;
- восстановление посадочных мест под подшипники в корпусных деталях;
- наплавка деталей коксохимического и агломерационного оборудования.
Материал применяется также для защиты от эрозионного износа лопаток дымососов и вентиляторов, работающих в запыленных газовых средах. В химическом машиностроении ПГ-УСЧ-30 используется для наплавки деталей арматуры, контактирующих со слабоагрессивными средами при температурах до 300 C.
Особенности выбора и хранения
При выборе ПГ-УСЧ-30 следует учитывать, что материал предназначен для условий умеренного абразивного износа без интенсивного ударного воздействия. Для тяжелых ударных нагрузок предпочтительны сплавы с более низкой твердостью, например ПГ-УСЧ-25, для высокоабразивного износа — ПГ-СР4 с твердостью 55–60 HRC. Порошок поставляется в герметичных банках по 1, 5 и 20 кг, срок хранения в невскрытой упаковке не ограничен при соблюдении условий: влажность воздуха не более 60 %, температура 5–35 C, отсутствие контакта с агрессивными средами. Перед использованием порошок рекомендуется просушить при температуре 100–120 C в течение 1–2 часов для удаления адсорбированной влаги.
Вопросы и ответы
Какая фракция порошка ПГ-УСЧ-30 подходит для газопламенной наплавки?
Для газопламенной наплавки с последующим оплавлением применяется фракция 40–140 мкм. Более крупные частицы 140–160 мкм используются в плазменно-порошковом процессе, где выше тепловая мощность дуги.
Требуется ли подогрев детали перед наплавкой ПГ-УСЧ-30?
Для массивных деталей с толщиной стенки более 20 мм обязателен предварительный подогрев до 200–300 C. Это снижает термические напряжения и предотвращает образование трещин в зоне сплавления.
Можно ли обрабатывать наплавленный слой ПГ-УСЧ-30 лезвийным инструментом?
Да, твердость 30–35 HRC позволяет выполнять точение и фрезерование твердосплавными пластинами. Для чистовой обработки рекомендуется шлифование абразивными кругами на керамической связке.
Какая максимальная рабочая температура для деталей с наплавкой ПГ-УСЧ-30?
Сплав сохраняет стабильные механические свойства до 600 C. При длительной эксплуатации выше этой температуры наблюдается коагуляция боридной фазы и снижение твердости.
